(57)【要約】【課題】移動ロボットが一層迅速かつ効果的に充電台に復帰できる移動ロボットの充電台復帰システム及びその方法を提供する。さらに、高速復帰案内領域を形成できる移動ロボットの充電台復帰システム及びその方法を提供する。【解決手段】少なくとも一つ以上の案内信号を出力して多数のドッキング案内領域を形成し、案内信号の進行方向を調節して案内信号の重畳領域に高速復帰領域を形成する充電台（１００）と、充電台によって形成される高速復帰領域を探知して充電台に高速復帰する移動ロボット（２００）と、を含んで移動ロボットの充電台復帰システムを構成する。【選択図】図１
2007265412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つ以上の案内信号を出力して多数のドッキング案内領域を形成し、前記案内信号が重畳される重畳領域を形成する充電台と、
前記充電台によって形成される前記重畳領域を探知して前記充電台に復帰する移動ロボットを含み、
前記重畳領域は充電台の正面に対して垂直方向で直進領域を有するように形成された、
ことを特徴とする移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項２】
前記多数のドッキング案内領域は、少なくとも一つの案内信号により形成された第１案内領域と、少なくとも他の一つの案内信号により形成された第２案内領域を含み、
前記第１案内領域は少なくとも他の一つの案内信号に占有されなく、
前記第２案内領域は少なくとも一つの信号に占有されない、
ことを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項３】
前記移動ロボットが第１案内領域または第２案内領域のいずれかを感知した時、前記移動ロボットは重畳領域に到達するまでに感知された第１及び第２案内領域に従い走行し、
前記移動ロボットは前記第１及び第２案内領域が重畳される重畳領域を通し充電台へ復帰する、
ことを特徴とする請求項２に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項４】
前記案内信号は、赤外線信号である、ことを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項５】
前記重畳領域は、前記案内信号の重畳領域に所定幅及び直進性を有して形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項６】
前記重畳領域の幅は、充電台に形成された二つのガイド部の幅により決まる、ことを特徴とする請求項５に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項７】
前記移動ロボットは、前記重畳領域が探知されると、直進走行を通して高速で前記充電台に復帰する、ことを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項８】
前記充電台は、
互いに異なる周波数帯域の案内信号が前面に発散されるように、所定距離だけ離隔して形成される少なくとも一つ以上の赤外線発光部を含む案内信号出力部と、
前記赤外線発光部の一側に形成され、前記赤外線発光部から出力される赤外線信号が一側には発散し、他側には充電台に対して垂直に直進するように赤外線信号の進行方向を調節するガイド部と、
前記充電台の装置全般を制御し、前記移動ロボットが充電台から離脱するとき、前記案内信号出力部の駆動を制御する制御部と、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項９】
前記ガイド部は、前記充電台の外部に突出形成される、ことを特徴とする請求項８に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項１０】
前記ガイド部は、前記充電台の内側に形成される、ことを特徴とする請求項８に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項１１】
前記移動ロボットは、
前記移動ロボットの側面に備わる少なくとも一つ以上の側面センサと、前記移動ロボットの前面に備わる少なくとも一つ以上の前面センサと、を備えて、前記充電台から出力される案内信号を感知するセンサ部と、
前記移動ロボットのバッテリ残量を感知し、その値が所定レベル以下である場合、バッテリ充電信号を出力するバッテリ感知回路と、
前記移動ロボットを所定の任務遂行空間に移動させる走行手段と、
前記充電台に復帰するとき、前記センサ部を通して前記高速復帰領域を感知し、その高速復帰領域を感知するとき、直進走行を通して高速で前記充電台に復帰するように前記走行手段の走行を制御するマイコンと、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項１２】
前記マイコンは、
前記走行手段の動作を制御する走行制御部と、
前記バッテリ感知回路から出力されるバッテリ充電信号が感知されると、前記側面センサと前面センサを通して感知される案内信号によって充電台から出力される感知信号の領域を判断し、前記前面センサから感知された領域が高速復帰領域である場合、その感知信号によって直進走行するように前記走行制御部に制御信号を出力する充電台復帰処理部と、を備える、
ことを特徴とする請求項１１に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項１３】
前記移動ロボットは、掃除ロボットである、ことを特徴とする請求項１に記載の移動ロボットの充電台復帰システム。
【請求項１４】
移動ロボットの充電を行なう充電台から前記充電台を離脱すると、少なくとも一つ以上の案内信号を出力し、多数のドッキング案内領域を形成し前記案内信号が重畳される重畳領域に高速復帰領域を形成する１段階と、
前記移動ロボットが特定領域で所定の任務を遂行する間にバッテリ残量不足と判断されると、充電モードに転換する第２段階と、
前記移動ロボットで前記高速復帰領域を探知する第３段階と、
前記移動ロボットで前記高速復帰領域が探知されると、前記充電台に高速復帰する第４段階と、を含む、
ことを特徴とする移動ロボットの充電台復帰方法。
【請求項１５】
前記多数のドッキング案内領域は少なくとも一つの案内信号により形成された第１案内領域と、少なくとも他の一つの案内信号により形成された第２案内領域を含み、
前記第１案内領域は少なくとも他の一つの案内信号に占有されなく、前記第２案内領域は少なくとも一つの信号に占有されない、
ことを特徴とする請求項１４に記載の移動ロボットの充電台復帰方法。
【請求項１６】
前記移動ロボットが第１案内領域または第２案内領域のいずれかを感知した時、前記移動ロボットは重畳領域に到達するまでに感知された第１及び第２案内領域に従い走行し、
前記移動ロボットは前記第１及び第２案内領域が重畳される重畳領域を通し充電台へ復帰する、
ことを特徴とする請求項１５に記載の移動ロボットの充電台復帰方法。
【請求項１７】
前記重畳領域は充電台の正面に対して垂直方向で直進領域を形成し、一定の幅を有する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の移動ロボットの充電台復帰方法。
【請求項１８】
重畳領域の幅は充電台に形成された二つのガイド部の幅により決まる、ことを特徴とする請求項１７に記載の移動ロボットの充電台復帰方法。
【請求項１９】
前記第１段階の案内信号は、赤外線信号である、ことを特徴とする請求項１４に記載の移動ロボットの充電台復帰方法。
【請求項２０】
前記第１段階の案内信号調節は、
前記案内信号が一側には発散し、他側には充電台に対して垂直に直進するように前記案内信号の進行方向を調節する、ことを特徴とする請求項１４に記載の移動ロボットの充電台復帰方法。
【請求項２１】
前記第４段階は、前記高速復帰領域が探知されると、直進走行を通して高速で前記充電台に復帰する、ことを特徴とする請求項１４に記載の移動ロボットの充電台復帰方法。
【請求項２２】
前記第３段階は、
前記移動ロボットの側面に設置された側面センサと前面に設置された前面センサを通して感知される案内信号を分析し、高速復帰領域を探知する、ことを特徴とする請求項１４に記載の移動ロボットの充電台復帰方法。
【請求項２３】
前記移動ロボットは、掃除ロボットである、ことを特徴とする請求項１４に記載の移動ロボットの充電台復帰方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ロボットに関するもので、より詳しくは、充電台から出力される案内信号の方向を制御し、充電台への高速復帰のための高速復帰領域を形成することで、移動ロボットを充電台に一層正確かつ迅速に復帰できる移動ロボットの充電台復帰システム及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロボットは、産業用に開発されて工場自動化の一環として用いられるか、人間が耐えられない極限の環境で、人間の代りに情報を収集または採集するために用いられてきた。ロボット工学分野は、最尖端宇宙開発産業に用いられて発展を繰り広げてきたが、最近になって人間親和的な家庭用ロボットが開発されるに至った。この人間親和的な家庭用ロボットの代表的な例が掃除ロボットである。
【０００３】
移動ロボットの一つである掃除ロボットは、住宅または事務室などの所定の掃除区域を自ら駆動しながら、埃または異物質を吸入する機器である。この掃除ロボットは、埃または異物質を吸入する一般的な真空掃除機の構成の他に、該当の掃除ロボットを走行させる右輪及び左輪モータを含む走行手段と、掃除区域内の多様な障害物と衝突せずに走行させるための多数の感知センサと、装置全般を制御する制御部と、を含んで構成される。
【０００４】
一方、移動ロボットは、所定の区域を自ら移動して任務を遂行するので、自動充電機能を有している。自動充電機能は、移動ロボットが自らバッテリの残量を把握し、その値が基準値に達していない場合、任務遂行区域の所定位置に設置された充電台に自動に復帰して不足なバッテリの電源を充電し、再び作業を開始する機能である。
【０００５】
上記のような自動充電機能を備えた従来の移動ロボットの充電台自動復帰方法には、充電台に人工標識を付着し、移動ロボットが任務遂行区域の壁面に沿ってランダム走行しながら充電台に付着された標識を感知することで、充電台の位置を判断して充電台に復帰する方法がある。
【０００６】
しかしながら、上記のような方法は、移動ロボットが壁面に沿ってランダム走行するので、移動ロボットの位置した地域によって充電台に復帰する時間が異なっている。したがって、壁面ランダム走行方式の充電台復帰方法は、充電台に付着された人工標識を感知するための時間が長くなる場合、復帰中にバッテリに保存された電源が全て放電してしまい、その駆動が中止するという問題点を有する。
【０００７】
その他の方法として、互いに異なる信号を発散する多数の赤外線センサを充電台に設置して領域を区分し、移動ロボットが所定領域のみで受信される信号を感知して該当の充電台に復帰する方法がある。
【０００８】
しかしながら、上記のような方法は、充電台から発散される扇形の赤外線信号によって案内領域が形成されるので、充電台に接近する間、左右回転を通して充電台の正確な位置を把握すべきであり、機構的または電気的な接触が生じるまで充電台復帰経路を継続して変更すべきであるという短所を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような従来の移動ロボットが充電台に復帰するときに発生する諸般の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、充電台に進入する最適な方向に所定の幅及び直進性を有する高速復帰領域を形成し、移動ロボットが該当の領域で直進維持走行を通して一層迅速かつ効果的に充電台に復帰できる移動ロボットの充電台復帰システム及びその方法を提供することにある。
【００１０】
さらに、簡単にガイド部を追加するだけで、充電台から出力される案内信号の方向を制御し、これを通して高速復帰案内領域を形成できる移動ロボットの充電台復帰システム及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した本発明の一態様による移動ロボットの充電台復帰システムは、移動ロボットが任務遂行区域を走行する間にバッテリの残量を感知し、充電が必要であると判断した場合、ランダム走行しながら充電台から発散される案内信号を受信する。
【００１２】
充電台から発散される案内信号は、それぞれ互いに異なる周波数帯域を有し、互いに異なる領域に発散され、案内信号の重畳領域、すなわち、充電台に進入するとき、最適の直進走行経路に該当する領域を所定の幅及び直進性を有する高速復帰領域として形成する。このような案内信号は、例えば赤外線信号である。
【００１３】
本発明の特徴的な態様による本発明に係る充電台は、案内信号を出力する赤外線発光部の一側に形成され、赤外線発光部から出力されて左右に広く発散する赤外線信号が所定方向、すなわち、直進性を有するように進行方向を調節するガイド部が形成される。
【００１４】
前記ガイド部によって出力される赤外線信号は、直進性を有するので、二つの赤外線信号の重畳領域は、所定の幅及び直進性を有する高速復帰領域として形成される。
【００１５】
一方、移動ロボットは、充電台から出力される案内信号を感知して現在の位置を判断し、充電台から出力される所定領域のみで受信される、すなわち、所定の幅及び直進性を有する最適の直進走行経路に該当する高速復帰領域の信号を感知し、該当の領域で直進走行して充電台に復帰する。
【００１６】
さらに、移動ロボットには、充電台から出力される案内信号を感知する一つ以上の側面センサと、一つ以上の前面センサとが備わる。側面センサは、充電台から出力される案内信号の領域を判断するのに用いられ、前面センサは、側面センサと一緒に、案内信号の領域を判断し、最適の直進走行経路に該当する高速復帰領域への進入を判断するのに用いられ、高速復帰領域内で移動ロボットが直進維持走行するのに用いられて充電台にドッキングさせる。
【００１７】
これによって、移動ロボットは、バッテリ充電信号がバッテリ感知回路から出力されると、側面センサまたは前面センサが充電台から出力される案内信号を感知するまで自動走行し、側面センサまたは前面センサから案内信号が感知されると、該当の信号が高速復帰領域であるかどうかを判断し、移動ロボットが高速復帰領域に進入したと判断される場合、前面センサを該当の信号の発信方向に向かせるように移動ロボットを回転させた後、充電台に直進走行する。
【００１８】
前面センサを通して直進走行する間に充電台との電気的または機構的な接触が起きると、移動ロボットは、充電台のドッキングアルゴリズムを用いて充電台にドッキングしてバッテリを充電する。
【００１９】
したがって、本発明は、充電台から出力される案内信号の発信方向にガイド部を通して直進性を持たせ、充電台に進入する最適の経路領域、すなわち、高速復帰領域を形成して移動ロボットを充電台に直進走行させることで、一層速い時間に効果的に充電台に復帰できるという長所を有する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、充電台から出力される案内信号の発信方向にガイド部を通して直進性を持たせ、充電台に進入する最適の経路領域、すなわち、高速復帰領域を生成して移動ロボットを充電台に直進走行させることで、移動ロボットを一層迅速かつ効果的に充電台に復帰できるという長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施例を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の好適な一実施例に係る移動ロボットの充電台復帰システムを概略的に示した概要図である。図１に示すように、本発明に係る移動ロボットの充電台復帰システムは、少なくとも一つ以上の案内信号を出力して多数のドッキング案内領域、すなわち重畳領域、第１案内領域及び第２案内領域を形成し、案内信号の進行方向を調節して少なくとも一つ以上のほかの案内信号の重畳領域に高速復帰領域を形成する充電台１００と、この充電台１００によって形成される高速復帰領域を探知して充電台１００に高速復帰する移動ロボット２００と、を含んで構成される。
【００２２】
充電台１００は、移動ロボット２００を駆動するのに必要な電源を供給するバッテリまたは電源部を充電する。移動ロボット２００が任務遂行中にバッテリの残量を感知し、充電が必要であると判断した場合、充電台復帰アルゴリズムによって充電台１００に復帰する。充電台１００は、ドッキングアルゴリズムによって移動ロボット２００がドッキングすると、移動ロボット２００に電源を供給し、供給された電源によってバッテリを充電する。充電が終了すると、移動ロボット２００は、充電台１００から離脱して遂行中であった任務を再び開始する。
【００２３】
図２は、本発明の好適な一実施例に係る充電台を概略的に示したブロック図である。本発明の好適な一実施例に係る充電台１００は、例えば、移動ロボット２００の任務遂行区域の所定位置に設置され、一般的な充電台１００の基本的な構成の他に、前面に互いに異なる周波数帯域の案内信号が発散されるように所定距離だけ離隔して形成される一つ以上の赤外線発光部１５１を含む案内信号出力部１５０と、発光部の一側に形成され、発光部から出力される赤外線信号の一側が充電台１００と垂直をなして充電台への直進領域を有するように進行方向を調節するガイド部１７０と、充電台１００の装置全般を制御し、移動ロボット２００が充電台１００から離脱するときに案内信号出力部１５０の駆動を制御する制御部１６０と、を含んで構成される。
【００２４】
また、充電台１００は、基本的に移動ロボット２００のドッキング可否を感知するドッキング感知手段１１０と、ドッキングした移動ロボット２００のバッテリを充電するための電源端子１２０と、商用交流電源を充電台１００駆動のための電源に変換して供給し、移動ロボット２００のバッテリに用いられる直流電源に変換して電源端子１２０に供給する電源供給部１３０と、移動ロボット２００の充電状態を表示する表示部１４０と、を含む。上記のような充電台１００の基本構成は、周知の技術であるので、それに対する詳細な説明を省略する。
【００２５】
案内信号出力部１５０は、制御部１６０の制御信号によって充電台１００の前面に備わる一つ以上の赤外線発光部１５１で具現される。赤外線発光部１５１は、例えば、赤外線発光ダイオードで具現され、制御部１６０から出力される駆動命令によって互いに異なる周波数帯域の案内信号を出力するが、このように出力された案内信号は、その周波数帯域によって一つ以上のドッキング可能領域を生成する。
【００２６】
本発明の一実施例では、二つの赤外線発光部１５１からなる案内信号出力部１５０を用いて、一つの案内信号のみが感知される二つの領域Ａ，Ｃ、すなわち第１及び第２案内領域と、重畳領域、すなわち、二つの信号が全て感知される一つの領域Ｂを発生させることが好ましい。
【００２７】
図１に基づいて説明すると、二つの赤外線発光部１５１から出力される二つの案内信号によって三個のドッキング可能領域Ａ，Ｂ，Ｃが発生する。これら三個のドッキング可能領域Ａ，Ｂ，Ｃは、一つの信号のみが感知される二つの領域Ａ，Ｃと、二つの信号が全て感知される重畳領域Ｂである。したがって、移動ロボット２００は、この重畳領域を探知して充電台１００への走行経路を設定し、走行してドッキングする。
【００２８】
本発明の特徴的な態様によって、充電台１００から発信される案内信号によって生成される重畳領域Ｂは、複数のガイド部により幅が決まった所定の幅を有し、充電台１００の正面に対して垂直方向で直進性を有することで、移動ロボット２００が該当の領域に進入するとき、直進走行を通して最短距離で、最短時間及び最適の方向に充電台１００にドッキングするようになる。
【００２９】
このために、本発明に係る充電台１００は、赤外線発光部１５１の一側に形成され、赤外線発光部１５１から出力される赤外線信号が一側には発散し、他側には充電台１００に対して垂直に直進するように赤外線信号の進行方向を調節するガイド部１７０を備える。
【００３０】
図３は、本発明の好適な一実施例によって充電台の外部に形成されたガイド部１７０を概略的に示した概要図である。ガイド部１７０は、赤外線発光部１５１の具備位置によって充電台１００の外部または内部に形成される。すなわち、ガイド部１７０は、赤外線発光部１５１の前側に形成され、発散される赤外線信号を調節すべきであるため、赤外線発光部１５１が充電台１００の外部に具備される場合は、ガイド部１７０が充電台１００の外部に突出形成されることが好ましく、赤外線発光部１５１が充電台１００の内部に具備される場合は、ガイド部１７０が充電台１００の内部に挿入されて形成されることが好ましい。
【００３１】
ガイド部１７０は、赤外線発光部１５１の一側、例えば、外側に形成され、左右に拡散される赤外線信号の進行方向を充電台１００に対して垂直にして赤外線信号を発散させる。ガイド部１７０は、金属または赤外線が透過不可能な素材からなる一種の赤外線遮断装置である。
【００３２】
ガイド部１７０は、充電台１００に所定長さを有して垂直に形成され、赤外線発光部１５１によって発信される赤外線信号に直進性を維持させる。したがって、二つの赤外線発光部１５１によって発信される赤外線信号は、それぞれ一方向には発散し、他の一方向には充電台１００に対して垂直に直進する。したがって、図３に示すように、二つの赤外線発光部１５１の外側にガイド部１７０を形成した場合、二つのガイド部１７０間の空間には、二つの赤外線信号が全て感知される重畳領域は二つのガイド部の幅により形成された所定の幅及び直進性を有する領域Ｂが発生するようになる。また、一側に発散する赤外線信号によって、重畳領域Ｂを中心に左右に一つの赤外線信号のみが感知される第１及び第２案内領域Ａ，Ｃが発生し、全て三個のドッキング可能領域Ａ，Ｂ，Ｃが発生する。移動ロボット２００が重畳領域Ｂ内に進入すると、別途に充電台１００の位置方向を判断する必要なしに、直進走行のみで充電台１００に効果的にドッキングすることができる。
【００３３】
制御部１６０は、演算を担当するマイクロプロセッサーと、その演算結果及び充電台１００を駆動する制御プログラムが保存されるメモリ２６０と、マイクロプロセッサー駆動のためのクロックパルスを提供するパルス発生器などの回路が一つのチップに具現されたマイクロコントローラと、を含んで構成されて充電台１００の装置全般を制御し、移動ロボット２００が充電台１００から離脱するとき、案内信号出力部１５０の駆動を制御する。
【００３４】
制御部１６０は、移動ロボット２００がドッキングしている場合、移動ロボット２００のバッテリを充電させ、使用者の駆動命令によって移動ロボット２００が充電台１００から離脱すると、移動ロボット２００がバッテリの充電のために再び復帰するとき、これを案内するように案内信号出力部１５０に制御信号を出力する。そして、案内信号出力部１５０は、制御信号によって赤外線発光部１５１を駆動して案内信号を出力する。
【００３５】
移動ロボット２００は、搭載されたプログラムによって所定の区域を自ら移動しながら任務を遂行する。常用化された代表的な例として掃除ロボット２００が挙げられるが、掃除ロボット２００は、所定の区域を自由に走行しながら埃または異物質を吸入する移動ロボット２００である。
【００３６】
以下、本発明に係る移動ロボット２００を、図４に基づいて詳細に説明する。さらに、本発明に係る移動ロボット２００を、その一例である掃除ロボット２００と仮定して説明する。
【００３７】
図４は、図１に示した移動ロボットの一例である掃除ロボットを概略的に示したブロック図である。図４に示すように、本発明の好適な一実施例に係る掃除ロボット２００は、その基本的な構成の他に、充電台１００から出力される案内信号を受信して出力し、掃除ロボット２００の側面に備わる少なくとも一つ以上の側面センサ２７１と、掃除ロボット２００の前面に備わる少なくとも一つ以上の前面センサ２７２と、を含むセンサ部２７０と、センサ部２７０によって感知される案内信号によって充電台１００に復帰するように制御信号を出力するマイコン２８０と、を含んで構成される。
【００３８】
掃除ロボット２００の基本的な構成を説明すると、掃除区域内の埃または異物質を感知する埃感知センサを含み、埃感知センサによって感知された埃または異物質を吸入する吸入手段２１０と、吸入手段２１０によって集塵された埃及び異物質を収納する埃収納手段２２０と、掃除ロボット２００を走行させる走行手段２３０と、吸入手段２１０及び走行手段２３０に駆動電源を供給するバッテリ２４０と、所定周期ごとにバッテリ２４０の残量を感知し、その値が所定値以下である場合、バッテリ充電要請信号を出力するバッテリ感知回路２５０と、掃除ロボット２００の駆動プログラムが保存されるメモリ２６０と、を含む。
【００３９】
上記のような掃除ロボット２００の基本的な構成のうち、吸入手段２１０、埃収納手段２２０、バッテリ２４０及びバッテリ感知回路２５０は、周知の構成であるので、それに対する詳細な説明を省略する。
【００４０】
メモリ２６０は、例えば、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリなどの非揮発性メモリ素子からなり、掃除ロボット２００の駆動のための制御プログラムを保存している。また、本発明の特徴的な態様によって、メモリ２６０には、充電台１００の案内信号出力部１５０から発信される赤外線信号の周波数情報が保存される。これは、掃除ロボット２００が充電台１００に復帰する間に、充電台１００から出力される赤外線信号によって生成される案内領域を確認するためである。このようにメモリ２６０に保存された制御プログラムと赤外線信号の周波数情報は、マイコン２８０によってアクセスされる。
【００４１】
センサ部２７０は、例えば、充電台１００から発信される赤外線信号などの案内信号を受信する赤外線受光部で具現され、受信された案内信号をマイコン２８０に出力する。本発明の特徴的な態様によって、センサ部２７０は、掃除ロボット２００の側面に備わる少なくとも一つ以上の側面センサ２７１と、掃除ロボット２００の前面に備わる少なくとも一つ以上の前面センサ２７２と、を含んで構成される。
【００４２】
側面センサ２７１は、所定間隔だけ離隔して掃除ロボット２００の外側面に多数個備わることが好ましい。また、前面センサ２７２は、側面センサ２７１と別途に掃除ロボット２００の前面に備わるが、側面センサ２７１のうち掃除ロボット２００の前面に備わった一つ以上のセンサでもある。これら側面センサ２７１と前面センサ２７２は、各センサに識別情報を与えることで区分可能になる。
【００４３】
側面センサ２７１と前面センサ２７２は、上述したように、赤外線信号を受信する赤外線受光部で具現される。側面センサ２７１は、充電台１００から出力される案内信号の受信可否によって充電台１００のドッキング可能領域Ａ，Ｂ，Ｃの進入を判断するのに用いられ、前面センサ２７２も、側面センサ２７１と同様に、充電台１００のドッキング可能領域の進入を判断するのに用いられるが、充電台１００のドッキング可能領域のうち高速復帰領域Ｂに進入した場合、すなわち、二つの赤外線信号が全て感知される領域に進入したと判断された場合、該当の領域内で掃除ロボット２００が直進維持走行をするのに用いられ、充電台１００にドッキングさせる。
【００４４】
走行手段２３０は、マイコン２８０から出力される制御信号によって右輪及び左輪モータ２３１，２３２を駆動させ、掃除ロボット２００を走行させる。走行手段２３０の右輪及び左輪モータ２３１，２３２は、掃除ロボット２００を走行させる右／左輪に連結されている。したがって、右輪及び左輪モータ２３１，２３２の回転速度と回転方向によって、掃除ロボット２００が前後左右に走行する。
【００４５】
マイコン２８０は、掃除ロボット２００の装置全般を制御し、走行手段２３０の動作を制御する走行制御部２８１と、バッテリ感知回路２５０から出力されるバッテリ充電信号によって充電台１００に復帰するように走行制御部２８１に制御信号を出力し、側面センサ２７１と前面センサ２７２を通して感知される案内信号によって充電台１００から出力される感知信号の領域を判断し、感知信号の領域が高速復帰領域Ｂである場合、前面センサ２７２から感知される信号によって直進走行するように走行制御部２８１に制御信号を出力する充電台復帰処理部２８２と、を含む。
【００４６】
走行制御部２８１は、掃除ロボット２００の制御プログラムから出力される制御命令によって掃除ロボット２００を走行させる走行手段２３０を制御する。
【００４７】
充電台復帰処理部２８２は、バッテリ感知回路２５０から出力されるバッテリ充電要請によってセンサ部２７０を通して出力される案内信号を受信し、充電台１００に復帰するように走行制御部２８１に制御信号を出力する。
【００４８】
充電台復帰処理部２８２は、バッテリ充電要請信号が提供されると、側面センサ２７１または前面センサ２７２が充電台１００から出力される案内信号を感知するまで自動走行するように走行制御部２８１に制御信号を出力する。
【００４９】
自動走行中に、充電台１００から出力される案内信号が側面センサ２７１または前面センサ２７２によって感知されると、充電台復帰処理部２８２は、充電台１００のドッキング可能領域Ａ，Ｂ，Ｃに進入したと認識し、その後、該当の領域が最適な直進走行経路である高速復帰領域Ｂであるかどうかを判断する。
【００５０】
センサ部２７０から一つの案内信号のみが感知される場合、該当の領域内で自動走行をしながら二つ以上の案内信号が受信される領域Ｂを探知する。側面センサ２７１または前面センサ２７２から二つ以上の信号が感知される場合、すなわち、掃除ロボット２００が高速復帰領域に進入したと判断される場合、充電台復帰処理部２８２は、前面センサ２７２を該当の信号の発信方向に向かせるように掃除ロボット２００を回転させ、その後、充電台１００に直進走行するように走行制御部２８１に制御信号を出力する。そして、走行制御部２８１は、走行手段２３０を駆動させ、掃除ロボット２００を充電台１００に向けて直進走行させる。
【００５１】
このとき、充電台復帰処理部２８２は、掃除ロボット２００が高速復帰領域Ｂから離脱しないように、前面センサ２７２と側面センサ２７１から出力される案内信号を持続的に感知し、走行制御部２８１に制御信号を出力する。充電台復帰処理部２８２は、走行手段２３０を通して直進走行する間に充電台１００との電気的または機構的な接触が起きると、掃除ロボット２００は、充電台のドッキングアルゴリズムを用いて充電台１００にドッキングしてバッテリ２４０を充電する。
【００５２】
図５は、本発明の好適な一実施例に係る移動ロボットの充電台復帰方法を示したフローチャートである。図５に示すように、充電台１００は、移動ロボット２００が所定の任務を遂行するために充電台１００から離脱したかどうかを確認し（Ｓ１０１）、移動ロボット２００が充電台１００から離脱したと判断されると、案内信号出力部１５０とガイド部１７を通して移動ロボット２００が復帰する場合、復帰を容易にするために高速復帰領域Ｂを形成する（Ｓ１０３）。
【００５３】
移動ロボット２００は、充電台１００から離脱されると、任務を遂行するために所定の区域を自ら移動しながら掃除作業を実行すると同時に、周期的にバッテリ残量を測定する（Ｓ１０５、Ｓ１０７）。バッテリ残量を測定した結果、予め設定された所定電圧以下である場合、充電のために充電モードに転換し、充電台探索動作を行う（Ｓ１０９、Ｓ１１１）。充電台探索動作は、案内信号を感知するためにランダムに移動しながら案内信号を感知する動作を意味する。充電台探索動作を行う間に案内信号（ＩＲ受信）が受信されると、ドッキング可能領域Ａ，Ｂ，Ｃに進入したと認識し、現在の領域が高速復帰領域Ｂであるかどうかを確認する（Ｓ１１３、Ｓ１１５）。現在の領域が高速復帰領域Ｂでない場合、ドッキング可能領域内で自動走行をしながら高速復帰領域Ｂを探索し、これと異なって、現在の領域が高速復帰領域Ｂである場合、前面センサ２７２を該当の信号の発信方向に向かせるように回転した後、走行制御部２８２を通して高速復帰領域Ｂ内で直進走行がなされるように制御しながら、充電台１００に迅速に復帰する（Ｓ１１７〜Ｓ１２１）。充電台１００に復帰したとき、電源端子（充電端子）に接続されたかどうかを確認し、電源端子に移動ロボット２００の所定位置が接続されると、充電のための復帰動作を終了し（Ｓ１２３）、その後に充電を行う。
【００５４】
以上、本発明は、好適な実施例に基づいて説明されたが、この実施例に限定されることなく、本発明の範疇を逸脱せず、当業者によって明らかに導出可能な多くの変形例を包括するための特許請求の範囲によって解析されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の好適な一実施例に係る移動ロボットの充電台復帰システムを概略的に示した概要図である。
【図２】本発明の好適な一実施例に係る充電台を概略的に示したブロック図である。
【図３】本発明の好適な一実施例に係るガイド部を概略的に示した概要図である。
【図４】図１に示した移動ロボットの一例である掃除ロボットを概略的に示したブロック図である。
【図５】本発明の好適な一実施例に係る移動ロボットの充電台復帰方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１００    充電台
２００    移動ロボット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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